2018 Fiscal Year Research-status Report
Age prediction of body fluid stain by multivariate spectral regression
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17K18380
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| Research Institution | National Research Institute of Police Science |
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Principal Investigator |
高村 彩里 科学警察研究所, 法科学第一部, 研究員 (40778958)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | スペクトル解析 / 生体試料 / 血液 / 法科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
犯罪現場には、血液、精液、唾液など様々な体液資料が遺留される。犯罪捜査において、従来の体液種の同定分析に加え、その付着からの経過時間が推定可能となれば、犯行の立証や経緯の推定などに寄与し得る。本研究では、試料中の様々な分子種の検出が可能な振動分光手法と、複雑な生体試料のスペクトル特徴を解明するための多変量解析手法を利用し、体液試料の付着後に起こる化学反応過程の解明と、付着後の経過時間推定手法の開発を目指す。
昨年度より、最も頻繁に遺留される「血痕試料」を対象として、785nm励起近赤外ラマン分光による経時変化の分析を行ってきた。16℃、24℃及び30℃の恒温条件下での、3～4カ月間にわたるスペクトル変化を測定済みである。また多変量スペクトル分解解析により、血痕ラマンスペクトルが、経過時間及び温度に依存してスコア変化する５つの構成成分に分けられることを見出している。
そこで本年度は、各スペクトル構成成分のスコア挙動について、化学反応速度論に基づく詳細な解析と、これを用いた陳旧度（経過時間）推定手法の開発を行った。５つのスペクトル構成成分のうちの２つについて、スコアの経時変化を説明する化学反応速度式を見出した。そしてスペクトル分解の最適化計算のため、各速度式への回帰を組み込んだ、新規アルゴリズムを開発した。速度式で記述される２成分のスコア比を用いて、最終的に「血痕の陳旧度指標」を提案するに至った。本指標は、様々な実験条件で相対的な陳旧度を比較可能にし、また温度履歴があれば、経過時間そのものを推定できる可能性を持つ。
さらに、発展的な分析対象として、布等の干渉性担体に染み込んだ血痕試料についても、近赤外ラマンスペクトルの経時変化の測定を行った。布由来のシグナルの強い混入が見られるものの、血液由来のシグナル特徴については、純粋血痕試料と類似の経時変化が観測された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、昨年度までに測定した、血痕試料の近赤外ラマンスペクトルの温度・時間依存的変化について、スペクトル構成成分に対する速度論を踏まえた詳細な解析、及び最終的な陳旧度指標の提示までを完了した。即ち、血痕試料に対して、本研究の目的である「付着後に起こる化学反応過程の解明」と「経過時間推定手法の開発」をほぼ達成することが出来た。
また本研究内容をより実践的に発展させた、布等の干渉性担体に染み込んだ場合の血痕試料の経時変化分析についても、今後の解析に必要なラマンスペクトル測定を終えている状況である。以上より、本研究の進展は順調と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度はまず、本年度中に行った血痕試料の近赤外ラマンスペクトルによる陳旧度分析について、論文を作成し、投稿する予定である。次年度中の受理を目指す。
さらに、干渉性担体に染み込んだ血痕試料の経時変化分析のため、本年度測定したラマンスペクトルデータについて、次の順序で解析を進める：(1) 申請者らが以前に開発した解析手法（Anal. Chem. 89, 9797-9804 (2017)）を用い、担体由来シグナルを除去する。(2) 得られた血液シグナルを、純粋血痕試料で構築した陳旧度（経過時間）推定モデルへ当てはめる。(3) 干渉性担体上血痕の陳旧度（経過時間）推定精度を評価する。
来年度中に上記内容を完了させ、本研究課題の完成としたい。
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| Causes of Carryover |
血痕試料から効率的に大量のスペクトルデータを収集するため、当研究所の近赤外ラマンスペクトル測定装置に、電動ステージ及びその制御システムを導入する予定であった。しかし、ラマン顕微鏡を所有する研究機関と連携し、装置を借用できる機会を得たため、電動ステージの新規導入は不要となった。
次年度経費は、スペクトル解析に必要な解析ソフトウェアのライセンス更新費用、投稿論文の英文校閲費用や掲載料、出張旅費等に使用する予定である。
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